考虑到行波型旋转超声电机(TWUSM)控制精度与定子两相振动模态有关, 但其不易测量。因此, 该文提出了一种具有参数鲁棒性的滑模观测器以实现优化定子振动模态。首先, 分析定子两相振动模态及合成行波对TWUSM高精度控制的影响; 其次, 利用电机可测的电流、电压信号建立振动模态滑模观测器, 分析TWUSM参数时变特征, 并证明观测器的稳定性与鲁棒性; 最后, 通过仿真与实验对所提出的振动模态滑模观测器进行验证。结果表明, 滑模观测器能准确估计两相振动模态, 且具有参数鲁棒性。此外, 基于观测结果改善驱动电压, 实现定子振动模态优化, 从而降低输出转矩脉动, 提高电机控制精度。

针对现有光栅精密刻划加工难度大制约测量精度的问题，设计了一种以交变光场为测量媒介的时空耦合线性位移测量系统。该测量系统利用四路正交的交变光场与四组正交的正弦透光面调制耦合形成电行波信号实现高精度位移测量。在对测量系统测量原理分析的基础上，建立了该系统的理论模型和误差模型，通过仿真详细分析了该系统在时间相位不正交、空间相位不正交以及结构安装不平行时的误差规律。开展实验验证了一次、二次和四次谐波的产生原因，根据误差来源改进了测量装置的结构，优化了相应的参数。实验结果表明: 在180 mm测量范围内，用栅距0.6 mm的测量系统实现了±0.4 μm的测量精度。该测量系统规避了现有光栅精密刻划的问题，结构简单、安装方便，为光学位移测量提供了新思路。

提出了一种由新型沟槽耦合器和90°弯曲波导构成的InGaAsP/InP基矩形马赫-曾德电光调制器, 对该调制器的L型波导相移臂设计了T型类微带行波电极.首先利用电极的等效电路估算带宽上限, 进而在考虑阻抗匹配、回波损耗以及带宽等性能的基础上, 使用有限元方法对电极的传输、输入/输出以及过渡区的结构参量进行优化.仿真结果表明由于受到电极输入及过渡区的性能限制, 设计的整体行波电极匹配阻抗大于42 Ω, 回波损耗小于－15 dB, 带宽可达65 GHz.测试制备的Ti/Au行波电极, 得到回波损耗为－12 dB和带宽为20 GHz的最优性能.

为了比较常规快堆与行波堆的堆芯特性,以最大卸料燃耗300 000 MWd/tHM为目标,设计了高燃耗快堆 (HBFR),给出了堆芯的物理学设计方案。采用六批换料方式补偿燃耗反应性损失。选择NAS程序计算了冷停堆状态、热停堆状态和满功率状态三种不同堆芯状态,分析了临界参数、功率分布、DPA特性、温度和功率反应性特性、控制棒价值等堆芯参数。设计结果表明,HBFR的燃料组件最大卸料燃耗接近300 000 MWd/tHM,平均卸料燃耗219 000 MWd/tHM,单循环燃耗反应性损失3.7%(k是有效增殖因子，Δk是有效增殖因子的变化量),可以通过补偿棒实现反应性控制,HBFR的各参数满足设计目标与设计限值,可以为下一步与行波堆的比较研究提供参考堆芯。

针对目前行波管放大器模拟预失真技术中存在的幅度和相位特性关联性强的问题，提出一种双路矢量合成式预失真器。该预失真器由90°电桥、模拟电调衰减器和反射式二极管预失真电路构成。根据理论分析和ADS软件仿真结果加工了实际电路并进行测试。实测结果表明：在工作频率29～31 GHz和额定输入功率区间内，该电路可实现与行波管特性相反的预失真性能；合理调整两支路偏置电压，可实现相位扩张改变30°，而增益扩张变化量小于1 dB的性能，有效减小了模拟预失真器幅度和相位特性的关联性。

设计和分析了应用于W波段带状注行波管的E面多孔输入输出耦合器和H面多孔输入输出耦合器。研究表明，采用多孔耦合，不仅可以实现电磁场与电子注的汇聚和分离，还可以实现极宽工作带宽。HFSS仿真分析结果表明：E面多孔定向耦合器1 dB相对带宽达43 GHz，且隔离度优于20 dB的相对带宽达到40 GHz；H面定向耦合器在E面耦合器的10个耦合孔数的基础上，通过增加2个耦合孔数，1 dB相对带宽提升到30 GHz，且隔离度大于15 dB的相对带宽达到32 GHz。两种新型耦合器在极宽的工作带宽内实现低反射、高隔离的性能。与E面耦合器相比，H面耦合器易于加工和利于与周期永久磁体的封装集成。